| dbo:abstract
|
- Die Einweg-Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der ein Lichtsignal von einem Sender zu einem Empfänger (und nicht wieder zurück) geschickt wird. Die Konstanz der Einweg-Lichtgeschwindigkeit in jedem Inertialsystem ist eine Grundlage der speziellen Relativitätstheorie (SRT). Alle experimentell überprüfbaren Vorhersagen der Theorie, die dieses Postulat direkt betreffen, sind allerdings mehrdeutig auslegbar gemäß der These der Konventionalität der Gleichzeitigkeit. Demnach sind alle Synchronisationsmethoden mit der SRT vereinbar, die auf einer konstant-isotropen Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit, also die mittlere Geschwindigkeit vom Sender zum Empfänger zurück zum Sender, beruhen, dabei jedoch anisotrope Einweg-Lichtgeschwindigkeiten erlauben. Die Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit kann unabhängig von Synchronisationsschema gemessen werden, und alle dazu durchgeführten Experimente sind in Übereinstimmung mit ihrer Konstanz und Isotropie, vgl. Tests der speziellen Relativitätstheorie. Zur Analyse von Zweiweg- also auch Einwegexperimenten wurden Testtheorien der speziellen Relativitätstheorie wie das Modell von Robertson-Mansouri-Sexl (RMS) oder die Standardmodellerweiterung (SME) eingeführt, wobei letztere weit über die SRT alleine hinausgeht. Diese Testtheorien erlauben die eindeutige Bestimmung von experimentellen Bestätigungen oder Verletzungen der Lorentzinvarianz. Die Frage der Konventionalität spielt dabei erst dann eine Rolle, wenn das Ergebnis im Sinne von bestimmten, mit der SRT verträglichen Synchronisationsmethoden interpretiert werden soll, was auf das Vorhandensein einer etwaigen Lorentzverletzung selbst keinerlei Auswirkung hat. Neben der Konstanz und Isotropie der Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit konnte experimentell bestimmt werden, dass Einstein-Synchronisation und Synchronisation durch langsamen Uhrentransport äquivalent sind, was an sich bereits eine Bestätigung der SRT darstellt. Hingegen die aus dieser Äquivalenz abgeleiteten Aussagen zur Einweg-Lichtgeschwindigkeit hängen von Konventionen ab, die implizit in Konzepten wie „Inertialsystem“ oder „Dynamik bewegter Körper“ benutzt werden. Synchronisationsunabhängige Angaben zur Einweg-Lichtgeschwindigkeit können erbracht werden, wenn die Ausbreitung verschiedener Strahlen direkt miteinander verglichen wird. Dadurch konnte gezeigt werden, dass die Einweg-Lichtgeschwindigkeit von Licht im Vakuum unabhängig von ihrer Frequenz und Polarisation und von der Quellengeschwindigkeit ist. Einige Autoren lehnen die Konventionalität der Einweg-Lichtgeschwindigkeit ab oder benutzen sie nur teilweise in der Auswertung verschiedener Experimente, was zu unterschiedlichen Darstellungen in modernen Veröffentlichungen führt. Ebenso gibt es eine nicht beendete philosophische Diskussion darüber, ob alle Synchronisationsmethoden gleichberechtigt als reine Konventionen anzusehen sind, oder ob die Einstein-Synchronisation die einzige Methode ist, die allen Prinzipien einer relativistischen Theorie der Raumzeit entspricht. (de)
- When using the term 'the speed of light' it is sometimes necessary to make the distinction between its one-way speed and its two-way speed. The "one-way" speed of light, from a source to a detector, cannot be measured independently of a convention as to how to synchronize the clocks at the source and the detector. What can however be experimentally measured is the round-trip speed (or "two-way" speed of light) from the source to a mirror (or other method of reflection) and back again to detector. Albert Einstein chose a synchronization convention (see Einstein synchronization) that made the one-way speed equal to the two-way speed. The constancy of the one-way speed in any given inertial frame is the basis of his special theory of relativity, although all experimentally verifiable predictions of this theory do not depend on that convention. Experiments that attempt to directly probe the one-way speed of light independent of synchronization have been proposed, but none have succeeded in doing so.Those experiments directly establish that synchronization with slow clock-transport is equivalent to Einstein synchronization, which is an important feature of special relativity. However, those experiments cannot directly establish the isotropy of the one-way speed of light since it has been shown that slow clock-transport, the laws of motion, and the way inertial reference frames are defined already involve the assumption of isotropic one-way speeds and thus, are equally conventional. In general, it was shown that these experiments are consistent with anisotropic one-way light speed as long as the two-way light speed is isotropic. The 'speed of light' in this article refers to the speed of all electromagnetic radiation in vacuum. (en)
- La vitesse de la lumière dans un seul sens est en physique relativiste la vitesse d'une source à un détecteur, dans un contexte métrologique où on cherche à mesurer cette vitesse. Or, cette dernière ne peut être mesurée indépendamment d'une convention de synchronisation des horloges de la source et du détecteur, qui elle-même dépend de la vitesse de la lumière que l'on cherche à mesurer. La problématique est donc, dans un contexte de vérification de la théorie de la relativité, de mesurer la vitesse de la lumière entre un point A et un point B le plus directement possible, sans faire de pré-suppositions sur celle-ci qui pourraient influencer le résultat. Les physiciens ne savent mesurer la vitesse de la lumière que lors d'un trajet aller-retour entre la source et le détecteur, ce qui ne permet pas de mettre directement en évidence la vitesse de la lumière dans un seul sens. De plus, la convention de synchronisation des horloges utilisée pré-suppose que la vitesse dans un sens est la même que dans l'autre pour un aller-retour. La constance de la vitesse dans un sens dans n'importe quel référentiel inertiel est en effet l'un des postulats de la relativité restreinte. Néanmoins, le problème reste plus théorique que pratique, car toutes les prédictions de cette théorie qui ont été vérifiées de façon expérimentale ne dépendent pas de la convention de synchronisation utilisée. Des expériences pour mesurer la vitesse de la lumière dans un seul sens ont été proposées, mais aucune n'est parvenue à le faire. Plus tard, il a été démontré que ces expériences ont mesuré la vitesse aller-retour. (fr)
- 「光速」の語を使う時、片道速度と往復速度を区別する必要がある場合がある。ある光源から検出器までの「片道」速度は、光源と検出器それぞれの地点での時刻をどのように同期させるかについての規約（時計の同期方法に関する恣意的な決定）と独立に測定することができず、実際に実験的に測定されているのは光源から検出器までの往復速度である。アインシュタインは光の片道速度が往復速度と等しくなるような時計の同期法を選んだ（en:アインシュタインの同期法）。任意の慣性系において光の片道速度が一定であることが彼の特殊相対性理論の基礎となってはいるが、その理論の予言のうち実験的に検証可能であったものは全て、この同期法の選び方には依存していない。（つまり特殊相対性理論は証明されているが、その時計の同期法については任意性が残っている） 同期法に依存せず、直接に光の片道速度を測定しようと試みた実験がいくつかあるが、どれも成功には至っていない。それらの実験は直接的には遅い時計輸送による同期法（slow clock-transport）がアインシュタインの同期法と等価であることを確立しており、これは特殊相対性理論の重要な特徴となっている。これらの実験は遅い時計輸送と等価であることが示されているため、光の片道速度の等方性を直接的に確立できていないが、ニュートン力学や慣性系の定義の仕方自体についても片道速度が等方的であることを仮定しているため、恣意性に関してはどれも同じ問題を抱えている。一般に、これらの実験は、光の往復速度が等方的であり、かつ片道速度が非等方的である場合と整合可能であることが示されている。 この記事における「光速」とは全ての電磁波の真空中の速度のことをいう。 (ja)
- Użycie terminu prędkość światła wymaga niekiedy rozróżnienia pomiędzy jednokierunkową i dwukierunkową prędkością światła. Prędkość jednokierunkowa pomiędzy źródłem a detektorem nie może zostać zmierzona niezależnie od metody synchronizacji zegarów źródła i detektora. Pomiar niezależny od synchronizacji możliwy jest jedynie na drodze w obie strony – od źródła do detektora i z powrotem. W ramach konwencji wybranej przez Einsteina (zobacz: synchronizacja standardowa) przyjmuje się, że prędkość jednokierunkowa wynosi tyle samo co dwukierunkowa. Postulat stałości jednokierunkowej prędkości światła w dowolnym inercjalnym układzie odniesienia jest podstawą szczególnej teorii względności, aczkolwiek wyniki wszelkich eksperymentów weryfikujących przewidywania tej teorii nie zależą od tego postulatu. Zaproponowano eksperymenty mające na celu bezpośrednie przetestowanie stałości jednokierunkowej prędkości światła, jednak żaden z nich nie zakończył się powodzeniem. Tego rodzaju eksperymenty pokazują w sposób bezpośredni, że synchronizacja metodą jest równoważna synchronizacji standardowej. Aczkolwiek z tego nie wynika izotropia jednokierunkowej prędkości światła, ponieważ – jak pokazano – sama metoda slow clock-transport bazuje na tym założeniu. W ogólności pokazano, że te wyniki są spójne z anizotropią jednokierunkowej prędkości światła pod warunkiem, że izotropia dwukierunkowej prędkości światła pozostaje zachowana. W poniższym artykule pojęcie prędkość światła odnosi się ogólnie do prędkości rozchodzenia promieniowania elektromagnetycznego w próżni. (pl)
- Односторонняя скорость света — скорость света по прямой (без отражений) от источника до приёмника, которые используют разные часы. При использовании термина «скорость света» иногда бывает необходимо провести различие между его односторонней скоростью и скоростью в двух направлениях. Односторонняя скорость света от источника до приёмника не может быть измерена независимо от соглашения о том, как синхронизированы часы у источника и приёмника. Однако экспериментально можно измерить скорость «туда и обратно» (или двухстороннюю скорость света), когда источник и приёмник работают в одинаковых условиях с одними и теми же часами. Это может быть путь от источника до другого приёмника, который тут же посылает сигнал обратно, или от источника до зеркала и обратно. Альберт Эйнштейн выбрал такое соглашение о синхронизации (см. Синхронизация Эйнштейна), что сделало одностороннюю скорость равной двусторонней скорости. Постоянство односторонней скорости в любой заданной инерциальной системе лежит в основе его специальной теории относительности, хотя все экспериментально проверяемые предсказания этой теории не зависят от этого соглашения. Все эксперименты, которые пытались напрямую измерить одностороннюю скорость света, не зависящую от синхронизации, были безуспешны.Эти эксперименты непосредственно устанавливают, что синхронизация медленным переносом часов эквивалентна синхронизации Эйнштейна, что является важной особенностью специальной теории относительности. Хотя эти эксперименты непосредственно не устанавливают изотропность односторонней скорости света, поскольку было показано, что медленный перенос часов, законы движения Ньютона и инерциальные системы отсчёта уже содержат в себе предположение об изотропной односторонней скорости света. В целом было показано, что эти эксперименты согласуются с анизотропной односторонней скоростью света, если двусторонняя скорость света изотропна. «Скорость света» в этой статье относится к скорости всего электромагнитного излучения в вакууме (ru)
- Одно-шляхове вимірювання швидкості світла по замовчуванню не може бути виміряне незалежно від конвенції по синхронізації годинників, які знаходяться біля джерела та приймача світла, в рамках 'спеціальної теорії відносності'. Проте цілком можливо вимірювати експериментально прямо-зворотню швидкість (або дво-шляхову швидкість світла) від джерела до детектора, а потім назад – від детектора до джерела. Використання терміну round-trip speed в англомовній літературі є не зовсім коректним, оскільки наводить на т.з. «коловий» («round») рух, в рамках якого спеціальна теорія відносності не працює. Альберт Ейнштейн запропонував конвенцію по синхронізації, в рамках якої одно- та дво- шляхове вимірювання швидкості світла є еквівалентні. Постійність одно-шляхової швидкості світла в будь-якій довільно вибраній системі відліку відіграє роль бази в рамках спеціальної теорії відносності. Проте всі передбачення цієї теорії, які можна перевірити експериментально, не залежать від цієї конвенції. Протягом останніх ста років були здійснені численні експерименти по одно-шляховому вимірюванню швидкості світла, проте жоден з них не був успішним (?) Пізніше було показано, що ці експерименти насправді вимірюють дво- шляхову швидкість світла. Слід відзначити, що швидкість світла в рамках теорії відносності не визначається, як фізична величина, а береться з електродинаміки. При цьому розглядається два принципово відмінних середовища: «матеріальне середовище», в якому присутні матеріальні тіла, а також «нематеріальне середовище», або «вільний пустий простір»/ «вакуум»/ «ефір». (uk)
|
| rdfs:comment
|
- Die Einweg-Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der ein Lichtsignal von einem Sender zu einem Empfänger (und nicht wieder zurück) geschickt wird. Die Konstanz der Einweg-Lichtgeschwindigkeit in jedem Inertialsystem ist eine Grundlage der speziellen Relativitätstheorie (SRT). Alle experimentell überprüfbaren Vorhersagen der Theorie, die dieses Postulat direkt betreffen, sind allerdings mehrdeutig auslegbar gemäß der These der Konventionalität der Gleichzeitigkeit. Demnach sind alle Synchronisationsmethoden mit der SRT vereinbar, die auf einer konstant-isotropen Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit, also die mittlere Geschwindigkeit vom Sender zum Empfänger zurück zum Sender, beruhen, dabei jedoch anisotrope Einweg-Lichtgeschwindigkeiten erlauben. Die Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit kann u (de)
- La vitesse de la lumière dans un seul sens est en physique relativiste la vitesse d'une source à un détecteur, dans un contexte métrologique où on cherche à mesurer cette vitesse. Or, cette dernière ne peut être mesurée indépendamment d'une convention de synchronisation des horloges de la source et du détecteur, qui elle-même dépend de la vitesse de la lumière que l'on cherche à mesurer. La problématique est donc, dans un contexte de vérification de la théorie de la relativité, de mesurer la vitesse de la lumière entre un point A et un point B le plus directement possible, sans faire de pré-suppositions sur celle-ci qui pourraient influencer le résultat. (fr)
- When using the term 'the speed of light' it is sometimes necessary to make the distinction between its one-way speed and its two-way speed. The "one-way" speed of light, from a source to a detector, cannot be measured independently of a convention as to how to synchronize the clocks at the source and the detector. What can however be experimentally measured is the round-trip speed (or "two-way" speed of light) from the source to a mirror (or other method of reflection) and back again to detector. Albert Einstein chose a synchronization convention (see Einstein synchronization) that made the one-way speed equal to the two-way speed. The constancy of the one-way speed in any given inertial frame is the basis of his special theory of relativity, although all experimentally verifiable predicti (en)
- 「光速」の語を使う時、片道速度と往復速度を区別する必要がある場合がある。ある光源から検出器までの「片道」速度は、光源と検出器それぞれの地点での時刻をどのように同期させるかについての規約（時計の同期方法に関する恣意的な決定）と独立に測定することができず、実際に実験的に測定されているのは光源から検出器までの往復速度である。アインシュタインは光の片道速度が往復速度と等しくなるような時計の同期法を選んだ（en:アインシュタインの同期法）。任意の慣性系において光の片道速度が一定であることが彼の特殊相対性理論の基礎となってはいるが、その理論の予言のうち実験的に検証可能であったものは全て、この同期法の選び方には依存していない。（つまり特殊相対性理論は証明されているが、その時計の同期法については任意性が残っている） この記事における「光速」とは全ての電磁波の真空中の速度のことをいう。 (ja)
- Użycie terminu prędkość światła wymaga niekiedy rozróżnienia pomiędzy jednokierunkową i dwukierunkową prędkością światła. Prędkość jednokierunkowa pomiędzy źródłem a detektorem nie może zostać zmierzona niezależnie od metody synchronizacji zegarów źródła i detektora. Pomiar niezależny od synchronizacji możliwy jest jedynie na drodze w obie strony – od źródła do detektora i z powrotem. W ramach konwencji wybranej przez Einsteina (zobacz: synchronizacja standardowa) przyjmuje się, że prędkość jednokierunkowa wynosi tyle samo co dwukierunkowa. Postulat stałości jednokierunkowej prędkości światła w dowolnym inercjalnym układzie odniesienia jest podstawą szczególnej teorii względności, aczkolwiek wyniki wszelkich eksperymentów weryfikujących przewidywania tej teorii nie zależą od tego postulatu (pl)
- Односторонняя скорость света — скорость света по прямой (без отражений) от источника до приёмника, которые используют разные часы. При использовании термина «скорость света» иногда бывает необходимо провести различие между его односторонней скоростью и скоростью в двух направлениях. Односторонняя скорость света от источника до приёмника не может быть измерена независимо от соглашения о том, как синхронизированы часы у источника и приёмника. Однако экспериментально можно измерить скорость «туда и обратно» (или двухстороннюю скорость света), когда источник и приёмник работают в одинаковых условиях с одними и теми же часами. Это может быть путь от источника до другого приёмника, который тут же посылает сигнал обратно, или от источника до зеркала и обратно. Альберт Эйнштейн выбрал такое соглаш (ru)
- Одно-шляхове вимірювання швидкості світла по замовчуванню не може бути виміряне незалежно від конвенції по синхронізації годинників, які знаходяться біля джерела та приймача світла, в рамках 'спеціальної теорії відносності'. Проте цілком можливо вимірювати експериментально прямо-зворотню швидкість (або дво-шляхову швидкість світла) від джерела до детектора, а потім назад – від детектора до джерела. Використання терміну round-trip speed в англомовній літературі є не зовсім коректним, оскільки наводить на т.з. «коловий» («round») рух, в рамках якого спеціальна теорія відносності не працює. Альберт Ейнштейн запропонував конвенцію по синхронізації, в рамках якої одно- та дво- шляхове вимірювання швидкості світла є еквівалентні. Постійність одно-шляхової швидкості світла в будь-якій довільно ви (uk)
|
